Припой ПОС 40

Припой ПОС 40 — бессурьмянистый оловянно-свинцовый сплав, содержащий 39–41 % олова и остальное — свинец. Марка относится к группе мягких (легкоплавких) припоев с интервалом плавления 183–238 °C. Химический состав и формы выпуска регламентируются ГОСТ 21930-76 (чушки) и ГОСТ 21931-76 (изделия: проволока, прутки, ленты, трубки с канифолью). Область применения по ГОСТ 21930-76 — лужение и пайка электроаппаратуры, деталей из оцинкованного железа с герметичными швами.

Химический состав припоя ПОС 40 по ГОСТ 21930-76

ПОС 40 входит в подгруппу бессурьмянистых припоев. Содержание основных компонентов и допустимых примесей строго регламентировано стандартом. Свинец в составе определяется как «остальное» — его массовая доля зависит от фактического содержания олова и суммы примесей.

Основные компоненты

Допустимые примеси в составе ПОС 40

По требованию потребителя массовая доля мышьяка может быть ограничена до 0,01 % (примечание 1 к таблице ГОСТ 21930-76). Содержание железа, серы, никеля, цинка и алюминия обеспечивается технологией и при приёмке контролируется в процессе производства.

Физико-механические свойства припоя ПОС 40

Справочные значения физико-механических свойств приведены в Приложении 1 (справочном) к ГОСТ 21930-76. Данные получены при комнатной температуре.

Температурный интервал кристаллизации ПОС 40

Температура солидуса 183 °C соответствует эвтектической точке системы Sn–Pb и одинакова для всех оловянно-свинцовых припоев с содержанием олова от 19 до 97,5 %. Температура ликвидуса 238 °C определяет момент полного расплавления сплава. Интервал кристаллизации 55 °C означает, что при охлаждении расплава сплав проходит через двухфазную (кашеобразную) зону. В этом состоянии шов уже начинает затвердевать, но ещё не обладает окончательной прочностью. Для получения качественного соединения необходимо обеспечивать неподвижность спаиваемых деталей на протяжении всего интервала кристаллизации.

Сравнительно широкий интервал кристаллизации ПОС 40 (55 °C) — это больше, чем у ПОС 61 (7 °C), но меньше, чем у ПОС 10 (31 °C). Для ответственных соединений, где недопустимы микротрещины от вибрации при застывании, предпочтительны припои с узким интервалом кристаллизации — например, ПОС 61, который близок к эвтектике.

Электропроводность и теплопроводность

Удельное электросопротивление ПОС 40 составляет 0,159 Ом·мм²/м. Для сравнения: у ПОС 61 этот показатель ниже — 0,139 Ом·мм²/м, у ПОС 10 — выше (0,200 Ом·мм²/м). При пайке токоведущих деталей следует учитывать, что переходное сопротивление паяного соединения зависит не только от удельного сопротивления припоя, но и от площади контакта, толщины паяного шва и качества смачивания.

Теплопроводность ПОС 40 (около 42 Вт/(м·К)) существенно ниже, чем у меди (около 400 Вт/(м·К)) или алюминия (около 237 Вт/(м·К)). Это следует учитывать при проектировании теплонагруженных соединений.

Формы поставки оловянно-свинцового припоя ПОС 40

Согласно ГОСТ 21931-76, припой ПОС 40 поставляется в следующих формах:

Условное обозначение при заказе

Пример обозначения припоя ПОС 40 в чушках: Припой Ч ПОС 40 ГОСТ 21930-76. Для изделий формат иной — например, лента толщиной 0,8 мм и шириной 8 мм: Припой Л 0,8×8 ПОС 40 ГОСТ 21931-76. Минимальная длина отрезка проволоки и трубки — не менее 20 м, ленты — не менее 10 м.

Проволока и прутки ПОС 40

Проволока — наиболее востребованная форма поставки для ручной пайки. Тонкая проволока (0,5–1 мм) удобна при монтаже мелких деталей и лужении тонких проводников. Проволока диаметром 2–3 мм подходит для работ средней сложности. Прутки диаметром 8 мм применяются при пайке массивных деталей и заполнении протяжённых швов, где требуется подача значительного объёма припоя.

Поверхность проволоки, прутков, лент и трубок не должна иметь посторонних включений. Допускаются следы волочения — согласно требованиям ГОСТ 21931-76.

Трубка с канифольным наполнителем

Трубки ПОС 40 с канифолью внутри позволяют вести пайку без отдельного нанесения флюса. Канифоль при нагреве плавится, растекается по поверхности и выполняет функцию флюса — удаляет оксидные плёнки и улучшает смачивание. Этот вариант удобен для мелкосерийного монтажа и ремонтных работ.

Область применения припоя ПОС 40

Согласно Приложению 2 (рекомендуемому) ГОСТ 21930-76, припой ПОС 40 предназначен для лужения и пайки электроаппаратуры, а также деталей из оцинкованного железа с образованием герметичных швов.

Пайка электроаппаратуры

ПОС 40 применяется при пайке токоведущих соединений электрических аппаратов, клеммных колодок, контактных площадок, кабельных наконечников. Сплав обеспечивает достаточную прочность паяного шва (временное сопротивление разрыву 3,8 кгс/мм²) и приемлемое переходное электрическое сопротивление контакта.

При пайке деталей, чувствительных к перегреву, или при требованиях к минимальному интервалу кристаллизации, следует рассмотреть применение ПОС 61 (ликвидус 190 °C, интервал кристаллизации 7 °C).

Лужение и пайка оцинкованных деталей

ПОС 40 хорошо смачивает оцинкованные поверхности. Олово, входящее в состав припоя, образует с цинковым покрытием интерметаллические соединения, обеспечивающие прочную адгезию. Это позволяет получать герметичные швы на оцинкованных корпусах, воздуховодах и кожухах электрооборудования.

Общие рекомендации по пайке

Рабочую температуру жала паяльника при пайке ПОС 40 устанавливают на 40–80 °C выше ликвидуса, то есть в диапазоне 280–320 °C. Превышение рабочей температуры сверх 350 °C приводит к ускоренному окислению припоя и обгоранию флюса. Перед пайкой спаиваемые поверхности необходимо очистить от загрязнений и оксидных плёнок механическим путём или с помощью флюса.

Флюсы для пайки припоем ПОС 40

Выбор флюса определяется типом спаиваемого металла и требованиями к остаткам после пайки. Для пайки меди, латуни и оцинкованной стали припоем ПОС 40 применяют следующие группы флюсов:

При пайке электрических соединений рекомендуется применять некоррозионные канифольные флюсы, так как остатки активных флюсов могут со временем вызвать коррозию и увеличение переходного сопротивления.

Сравнение ПОС 40 с другими оловянно-свинцовыми припоями

Для обоснованного выбора марки припоя полезно сравнить ключевые характеристики припоев серии ПОС по данным Приложения 1 к ГОСТ 21930-76.

ПОС 40 занимает промежуточное положение в линейке бессурьмянистых припоев. По сравнению с ПОС 61 он содержит меньше олова (дешевле), но имеет более широкий интервал кристаллизации и более высокую температуру ликвидуса. По сравнению с ПОС 10 — значительно более легкоплавкий и пластичный.

Отличие ПОС 40 от ПОССу 40-0,5 и ПОССу 40-2

Марки с одинаковым содержанием олова (40 %), но с добавкой сурьмы, имеют иные свойства и области применения:

Сурьма повышает прочность паяного шва, но снижает пластичность. Малосурьмянистые припои (ПОССу 40-0,5) рекомендуются для пайки оцинкованных деталей, так как сурьма в этих марках минимизирует рост хрупких интерметаллических фаз на границе с цинковым покрытием.

Требования безопасности при работе с припоем ПОС 40

Свинец, входящий в состав ПОС 40 (около 59–61 % массы), относится к веществам 1-го класса опасности по ГОСТ 12.1.007. При расплавлении припоя происходит выделение свинцовых паров и аэрозолей, которые при вдыхании поражают нервную систему, кровь и внутренние органы.

Основные меры защиты

При работе с расплавленным ПОС 40 обязательны: вытяжная вентиляция рабочего места, применение средств индивидуальной защиты органов дыхания (респираторы), работа в сухой спецодежде и защитных перчатках. Запрещается принимать пищу и пить на рабочем месте. После окончания работы необходимо тщательно вымыть руки. Работающие с припоями должны проходить предварительные и периодические медицинские осмотры.

Хранение и маркировка

Припой ПОС 40 хранится в закрытых помещениях. На каждой чушке выбиваются: товарный знак предприятия-изготовителя, обозначение марки (цифрой «40» на лицевой поверхности) и номер плавки. Каждая партия сопровождается документом о качестве с указанием условного обозначения, результатов химического анализа, номера партии, массы нетто и даты изготовления.